Bài giảng Thí nghiệm công trình: Chương 3+4 - ThS. Hoàng Anh Tuấn

Bài giảng Thí nghiệm công trình: Chương 3+4 cung cấp cho người học những kiến thức như Các thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng; Nghiên cứu thực nghiệm công trình chịu tải trọng tác dụng tĩnh. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thí nghiệm công trình: Chương 3+4 - ThS. Hoàng Anh TuấnChương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Chương 3 Các thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng 57Chương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Yêu cầu và nhiệm vụ của thiết bị Yêu cầu • Gọn nhẹ • Dễ thao tác, ổn định và an toàn • Độ nhạy cao, chính xác cần thiết (0.01mm - 10μm) • Có thang độ đo rộng và dễ đọc • Không quá nhạy cảm với môi trường ngoài (nhiệt độ, tiếng ồn, nhiễu từ) • Đo được trực tiếp, hạn chế chuyển đổi Nhiệm vụ • Đo lực, áp suất: Lực kế lò xo, lực kế cảm biến (load shell), áp suất kế cảm biến (pressure cell), … • Đo chuyển vị thẳng và độ giãn dài: Thước cặp, đồng hồ đo độ võng (deflection dial gages), extensometer (video-extensometer, laser-extensometer), … • Đo biến dạng tương đối ε: Tensometer cơ học, quang học, cảm biến điện trở (strain gages), extensometer (video-extensometer, laser-extensometer), … 58Chương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Các phương pháp Khaûo saùt lieân tuïc :  Quang ñaøn hoài, sôn phuû doøn, vaân giao thoa,…  Thöôøng duøng khi khaûo saùt treân ñoái töôïng moâ hình hoaù.  Cho bieát ngay qui luaät phaân boá s-e treân caû vuøng khaûo saùt.  Chæ xaùc ñònh giaùn tieáp caùc giaù trò thöïc baèng bieán ñoåi trung gian, chuyeån ñoåi moâ hình hoaù, so saùnh vôùi gía trò chuaån. Khaûo saùt rôøi raïc :  Caùc thieát bò ño caáu taïo theo nguyeân lyù cô hoïc, ñieän hoïc, quang hoïc, âm học…  Cho bieát ngay giaù trò e thöïc taïi töøng ñieåm rieâng leû treân ñoái töôïng.  Caàn soá löôïng ñieåm ño nhieàu ñeå khaûo saùt qui luaät phaân boá toaøn vuøng. Nguyeân taéc löïa choïn thiết bị ño :  Hình thaùi caùc yeáu toá taûi troïng beân ngoaøi.  Caáu taïo vaø tính chaát cuûa vaät lieäu trong ñoái töôïng.  Ñaëc ñieåm traïng thaùi s-e cuûa ñoái töôïng.  Caùc yeáu toá aûnh höôûng cuûa moâi tröôøng chung quanh. 59Chương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Caùc thieát bò ño ñieåm rôøi raïc Ñoàng hoà ño chuyeån vò lôùn: ño ñoä voõng coâng trình. Ñoàng hoà ño chuyeån vò beù: ño bieán daïng töông ñoái. Tensometer cô hoïc, quang hoïc, âm học: ño bieán daïng e tónh cuûa keát caáu coâng trình. Tensometer caûm bieán ñieän trôû (strain gage – SG): ▪ Ño ñöôïc bieán daïng e nhoû ñeán 10-6 ▪ Ño ñöôïc bieán daïng e lôùn khi VL laøm vieäc ngoaøi ñaøn hoài. ▪ Ño bieán daïng e cuûa taûi tónh, ñoäng, xung kích, vuøng taäp trung s ▪ Ño bieán daïng e ôû moâi tröôøng khaéc nghieät (T cao, p cao, …) ▪ Ño bieán daïng e theo nhieàu phöông (SG rosette). ▪ Chuaån ño roäng, troïng löôïng beù, ñoä chính xaùc cao. ▪ Coù theå ño nhieàu ñieåm trong cuøng moät thôøi gian. ▪ Ño ñöôïc nhieàu tham soá cô hoïc: löïc, chuyeån vò, bieán daïng,… 60Chương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Ñoàng hoà ño chuyeån vò beù (dial micrometer) Cấu tạo đồng hồ đo chuyển vị bé a) Hình dạng b) Cấu tạo Kim daøi (5) quay treân maët ñoàng hoà coù 100 khoaûn chia, moãi vaïch töông öùng 0.01 mm chuyeån vò thaúng. Kim ngaén (7) quay treân voøng chia ñoä coù 10-50 vaïch, moãi vaïch töông öùng 1 mm chuyeån vò thaúng. 61Chương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Caûm bieán ñieän trôû ño bieán daïng (strain gage) (Caàu ño Wheatstone) R3 R2 Rg R1 (Strain-gage) (Ví duï: P-3500) Sơ đồ cấu tạo cảm biến điện trở 1. Rg = 120 W hay 350 W cho phaân tích öùng suaát 2. Heä soá caûm bieán GF = (DR/R) / (DL/L) = (DR/R)/ e  2.0  eg = (DRg/Rg) / GF (ñôn vò me) 3. Do DRg/Rg < 1.5 % duøng caàu ño Wheatstone (R1R3 = R2Rg) ñeå tính DRg/Rg 62Chương 3 Thiết bị và phương pháp đo lực và biến dạng Caùc sô ñoà caàu Wheatstone ño bieán daïng (dummy) 1/4 caàu ...